实验4、空间数据处理
GIS习题及参考答案(2)
“地理信息系统教程”习题及参考答案第一章绪论1.什么是数据和信息？它们有何联系和区别？定义：数据是指某一目标定性、定量描述的原始资料，包括数字、文字、符号、图形、图像以及它们能够转换成的数据等形式。
信息是向人们或机器提供关于现实世界新的事实的知识，是数据、消息中所包含的意义。
联系和区别：信息与数据是不可分离的。
信息由与物理介质有关的数据表达，数据中所包含的意义就是信息。
信息是对数据解释、运用与解算，数据即使是经过处理以后的数据，只有经过解释才有意义，才成为信息；就本质而言，数据是客观对象的表示，而信息则是数据内涵的意义，只有数据对实体行为产生影响时才成为信息。
数据是记录下来的某种可以识别的符号，具有多种多样的形式，也可以加以转换，但其中包含的信息内容不会改变。
即不随载体的物理设备形式的改变而改变。
信息可以离开信息系统而独立存在，也可以离开信息系统的各个组成和阶段而独立存在；而数据的格式往往与计算机系统有关，并随载荷它的物理设备的形式而改变。
数据是原始事实，而信息是数据处理的结果。
不同知识、经验的人，对于同一数据的理解，可得到不同信息。
2.什么是地理信息系统（GIS）?与地图数据库有什么异同?与地理信息的关系是什么?GIS定义：GIS是一个发展的概念。
不同领域、不同专业对GIS的理解不同，目前没有完全统一的被普遍接受的定义。
定义①：是对地理环境有关问题进行分析和研究的一门学科，它将地理环境的各种要素，包括它们的空间位置形状及分布特征和与之有关的社会、经济等专题信息以及这些信息之间的联系等进行获取、组织、存储、检索、分析，并在管理、规划与决策中应用。
定义②：是在计算机软硬件支持下，以采集、存储、管理、检索、分析和描述空间物体的定位分布及与之相关的属性数据，并回答用户问题为主要任务的计算机系统。
定义③：是为了获取、存储、检索、分析和显示空间定位数据而建立的计算机化的数据库管理系统。
定义④：地理信息系统是一种决策支持系统。
空间数据实习报告优秀5篇
空间数据实习报告优秀5篇空间数据采集实习报告篇1一、实习目的及任务地理信息经过多年的发展历程，已经成为国民经济，资源建设中不可或缺的一部分。
越来越受到世界各国和社会各界的重视，并广泛应用于国民经济的许多部门。
随着人们对空间信息的认识日益加深，地理信息系统将成为人们科研，生产，学习中不可或缺的组成部分。
经过大学三年的学习，我们对地理信息已经有了较为深入的了解，本次实习就是将实践与理论相结合，进一步提高我们的学习成果。
(一)、实习目的1、通过本次实习，更加熟练地掌握地理信息系统软件的使用，能够独立运用软件对数据进行分析和处理。
2、通过实习，了解行业的相关标准，从而使学生达到既懂理论又懂实践运用的目的。
3、通过运用MAPINFO,ARCVIEW软件，对我们所学的内容进一步的提高和巩固。
(二)、实习任务1、利用原有的地图地图，运用MAPINFO 软件进行地图数字化。
2、运用MAPINFO软件对地图数字化后的成果制作专题地图。
3、运用ARCVIEW软件对已知数据进行空间分析。
二、实习安排本次实习两班共分为六组，每班三组。
实习时间为两周，主要运用软件为MAPINFO和ARCVIEW。
本组实习老师为李泽老师。
(一)、时间安排(二)、上交资料1、已完成的数字化地图一份;2、空间分析成果图;3、实习报告与实习日记。
三、实习内容(一)、地图数字化地图数字化是地理信息系统中最基本的一项工作。
8月27日，我们开始地图数字化的工作，并且有指导老师每天在机房为我们进行指导。
地图数字化包括配准和制图两部分，下面就这两方面对MAPINFO软件的应用作一些介绍：1、利用MAPINFO软件进行配准(1)、将栅格地图导入MAPINFO软件中; (2)、弹出图像配准询问对话框(如图)(3)查看坐标，对图像进行配准(4)增加控制点(5)、每幅图选择不少于三个控制点，配准完成后，查看配准后的任意一点坐标，如有坐标与图上坐标不符，则重新配准。
GIS实验报告
GIS实验报告一、实验目的本次 GIS 实验旨在深入了解地理信息系统（GIS）的基本原理和操作方法，通过实际操作和数据分析，掌握 GIS 在地理数据处理、空间分析和地图制作等方面的应用，提高对地理空间信息的理解和处理能力。
二、实验环境本次实验使用的软件为 ArcGIS 106，操作系统为 Windows 10。
实验数据包括地形数据、土地利用数据、道路数据等。
三、实验内容1、数据导入与预处理首先，将实验所需的各类数据导入 ArcGIS 中。
在导入过程中，需要注意数据格式的兼容性，并对数据进行必要的预处理，如坐标系的定义、数据的裁剪和拼接等。
通过这些操作，确保数据的准确性和完整性，为后续的分析和处理奠定基础。
2、空间数据编辑在 ArcGIS 中，使用编辑工具对空间数据进行修改和完善。
例如，对道路数据进行线段的添加、删除和修改，以使其更符合实际情况。
同时，对土地利用数据中的错误分类进行纠正，保证数据的质量。
3、空间分析运用 ArcGIS 的空间分析功能，进行缓冲区分析、叠加分析和网络分析等。
（1）缓冲区分析：以道路中心线为基础，创建一定宽度的缓冲区，用于评估道路对周边环境的影响范围。
（2）叠加分析：将土地利用数据与地形数据进行叠加，分析不同地形条件下的土地利用类型分布情况。
（3）网络分析：通过构建道路网络模型，计算最短路径、服务范围等，为交通规划和资源配送提供决策支持。
4、地图制作与输出根据分析结果，制作专题地图。
在地图制作过程中，合理选择地图符号、颜色和标注，以清晰直观地展示地理信息。
同时，添加图例、比例尺和指北针等地图要素，增强地图的可读性。
最后，将制作好的地图以多种格式输出，如图片格式（JPEG、PNG 等）和 PDF 格式，以便于分享和使用。
四、实验结果1、数据预处理后，各类数据的坐标系统一，数据完整性得到保障，为后续分析提供了可靠的数据基础。
2、空间数据编辑使得道路和土地利用数据更加准确和合理，提高了数据的质量。
空间数据库实验报告
一、实验目的1. 了解空间数据库的基本概念和原理；2. 掌握空间数据库的建立、管理和使用方法；3. 熟悉空间数据库的查询和操作；4. 提高空间数据处理和分析能力。
二、实验环境1. 操作系统：Windows 102. 数据库管理系统：MySQL 5.73. 开发工具：Visual Studio Code4. 空间数据库驱动：MySQL Spatial Extension三、实验内容1. 空间数据库的建立与配置（1）创建数据库打开Visual Studio Code，连接到MySQL数据库服务器，执行以下SQL语句创建空间数据库：CREATE DATABASE IF NOT EXISTS spatial_db;（2）创建空间表在空间数据库中创建空间表，使用以下SQL语句：CREATE TABLE IF NOT EXISTS cities (id INT AUTO_INCREMENT PRIMARY KEY,name VARCHAR(50),geom GEOMETRY NOT NULL,INDEX geom_idx (geom));2. 空间数据的插入与查询（1）插入空间数据使用以下SQL语句插入空间数据：INSERT INTO cities (name, geom) VALUES ('Beijing',ST_GeomFromText('POINT(116.4074 39.9042)'));INSERT INTO cities (name, geom) VALUES ('Shanghai',ST_GeomFromText('POINT(121.4737 31.2381)'));（2）查询空间数据查询与给定坐标点距离小于10公里的城市：SELECT name FROM cities WHERE ST_Distance(geom,ST_GeomFromText('POINT(116.4074 39.9042)')) < 10000;3. 空间数据的更新与删除（1）更新空间数据使用以下SQL语句更新城市名称：UPDATE cities SET name = 'Beijing New City' WHERE name = 'Beijing';（2）删除空间数据使用以下SQL语句删除城市：DELETE FROM cities WHERE name = 'Beijing New City';4. 空间数据的聚合与分析（1）计算所有城市的面积SELECT name, ST_Area(geom) AS area FROM cities;（2）计算相邻城市的距离SELECT name, name AS neighbor, ST_Distance(geom,ST_GeomFromText('POINT(116.4074 39.9042)')) AS distanceFROM cities, cities AS neighborWHERE <> AND ST_Distance(geom, neighbor.geom) < 10000;四、实验结果与分析1. 成功创建空间数据库和空间表，并插入、查询、更新和删除空间数据；2. 空间查询和分析功能正常，可以计算城市面积和相邻城市距离；3. 实验过程中未出现异常，空间数据库运行稳定。
ArcGIS实验报告
实验一、使用ArcMap浏览地理数据1.学习本实验预备知识相关材料，结合GIS原理总结ArcGIS Desktop 主要特点。
ArcGIS Desktop有三个功能模块，ArcGatalog、ArcMap、ArcToolbox。
ArcGatalog管理GIS中的空间数据和属性数据，可作为GIS的空间数据库。
ArcMap是显示地图的工具，用于显示地图上的要素和要素之间的关系视图，将底层的地理信息用地图的方式表达，并可以查询，分析，编辑地图信息。
ArcToolbox是空间分析工具，可对地图进行一系列空间分析，从已有地图信息中提取需要的信息。
2.GIS 中两种基本查询的原理是什么？ArcGIS中提供两种查询方法：一是根据位置查询要素属性或通过属性查询要素，地图上的地理要素与属性信息是相互关联的，属性信息存放在空间数据库中，点击地图上某一要素就可根据要素的位置，调用数据库，得到此要素的属性信息，并可以通过点击属性表上的要素，在地图上高亮显示要素；二是查询符合给定条件的要素的位置，用户可限定某些限制条件，然后查询符合该条件的要素的位置。
3.回答如下问题：a)在ArcMap中, 打开Redlands.mxd。
街道名称为“NEW YORK”的是什么类型的道路？Local street（本地街道）Minor street（次要街道）Interstate（州际道路）Major street （主要街道）由上图可知“NEW YORK”为Local Street类型的街道b)在ArcMap中, 打开Redlands.mxd。
在Railroads图层中有多少条铁路线？由Railroads属性表可知，Railroads图层”NAME”字段中显示，铁路有SP RAILROAD和AT AND SF RAILROAD以及一条未命名的铁路，共3条铁路。
实验二、空间数据库管理及属性编辑1.阐述基本原理和概念要素类：要素类是具有相同集合类型和属性的要素的集合，即同类空间要素的集合。
地图投影,空间数据处理指导-实验4
实验四、空间数据处理一、实验目的1. 掌握空间数据处理（融合、拼接、剪切、交叉、合并）的基本方法，原理。
领会其用途。
2. 掌握地图投影变换的基本原理与方法。
3. 熟悉ArcGIS 中投影的应用及投影变换的方法、技术4. 了解地图投影及其变换在实际中的应用。
二、实验准备预备知识：ArcToolbox 是ArcGIS Desktop 中的一个软件模块。
内嵌在ArcCatalog 和ArcMap中，在ArcView、ArcEditor 和ArcInfo 中都可以使用。
ArcToolbox 具有许多复杂的空间处理功能，包括的工具有：● 数据管理● 数据转换● Coverage 的处理● 矢量分析● 地理编码● 统计分析空间间数据处理是基于已有数据派生新数据的一种方法。
是通过空间分析方法来实现的。
是基于矢量数据进行的，包括如下几种常用的操作：融合，剪切，拼接，合并（并集），相交（交集）。
地理坐标系（Geogrpahic Coordinate System）地理坐标系使用基于经纬度坐标的坐标系统描述地球上某一点所处的位置。
某一个地理坐标系是基于一个基准面来定义的。
基准面是利用特定椭球体对特定地区地球表面的逼近，因此每个国家或地区均有各自的基准面。
在ArcGIS 中基于这三个椭球，建立了我国常用的三个基准面和地理坐标系：● GCS_WGS1984 (基于WGS84 基准面)● GCS_BEIJING1954 (基于北京1954 基准面)● GCS_XIAN1980 (基于西安1980 基准面)投影坐标系（Projected Coordinate Systems）投影坐标系使用基于X,Y 值的坐标系统来描述地球上某个点所处的位置。
这个坐标系是从地球的近似椭球体投影得到的，它对应于某个地理坐标系。
投影坐标系由以下参数确定● 地理坐标系（由基准面确定，比如：北京54、西安80、WGS84）● 投影方法（比如高斯－克吕格、Lambert 投影、Mercator 投影）在ArcGIS 中提供了几十种常用的投影方法北京1954 投影坐标系和西安1980 坐标系都是应用高斯－克吕格投影，只是基准面、椭球、大地原点不同。
arcmap基本操作培训
实验一、使用ArcMap浏览地理数据一、实验目的1.了解地理数据是如何进行组织及基于“图层”进行显示的。
2.认识ArcMap 图形用户界面。
3.通过浏览与地理要素关联的数据表，你可以了解地理数据是如何与其属性信息进行连接的。
4.掌握GIS两中基本查询操作，加深对其实现原理的理解。
5.初步了解设置图层显示方式－图例的使用。
二、实验准备软件准备：确保你的计算机中已经正确安装了ArcGIS Desktop软件(ArcView , ArcEditor , 或ArcInfo )。
实验数据――Redlands市土地利用及街区矢量数据（Ex1.rar）预备知识：理解GIS的三种角度1．GIS就是空间数据库：GIS 是一个包含了用于表达通用GIS 数据模型（要素、栅格、拓扑、网络等等）的数据集的空间数据库。
2．GIS就是地图：从空间可视化的角度看：GIS 是一套智能地图，同时也是用于显示地表上的要素和要素间关系的视图。
底层的地理信息可以用各种地图的方式进行表达，而这些表现方式可以被构建成“数据库的窗口”，来支持查询、分析和信息编辑。
3．GIS是空间数据处理分析工具集：从空间处理的角度看，GIS 是一套用来从现有的数据集获取新数据集的信息转换工具。
这些空间处理功能从已有数据集提取信息，然后进行分析，最终将结果导入到数据集中。
这三种观点在ESRI ArcGIS Desktop 中分别用ArcCatalog（GIS 是一套地理数据集的观点）、ArcMap（GIS 是一幅智能的地图）和ArcToolbox（GIS 是一套空间处理工具）来表达。
这三部分是组成一个完整GIS 的关键内容，并被用于所有GIS 应用中的各个层面。
ArcMap 是ArcGIS Desktop 中一个主要的应用程序，具有基于地图的所有功能，包括制图、地图分析和编辑。
主要原理：查询数据(两种最基本的查询)根据位置查询要素属性或通过属性来查询要素的功能是每个桌面GIS软件必须提供的功能。
空间计量的实验报告
一、实验背景空间计量学是一门研究空间数据、空间关系及其在地理信息系统（GIS）中的应用的科学。
随着科技的进步和地理信息技术的普及，空间计量学在资源管理、城市规划、环境监测等领域发挥着越来越重要的作用。
本实验旨在通过实践操作，使学生掌握空间计量学的基本原理和方法，提高空间数据处理和分析能力。
二、实验目的1. 理解空间计量学的基本概念和原理；2. 掌握空间数据的采集、处理和分析方法；3. 学会使用GIS软件进行空间计量分析；4. 培养空间计量思维和解决问题的能力。
三、实验内容1. 空间数据采集与处理- 使用全球定位系统（GPS）采集实地空间数据；- 利用GIS软件对采集到的空间数据进行预处理，包括坐标转换、拓扑校正、数据压缩等。
2. 空间计量分析方法- 空间自相关分析：使用Geostatistical Analyst工具箱进行空间自相关分析，探究空间数据的分布规律；- 空间回归分析：利用Spatial Analyst工具箱进行空间回归分析，研究空间变量之间的关系；- 空间聚类分析：运用ArcGIS软件进行空间聚类分析，识别空间数据的分布模式。
3. 实例分析- 以某地区土地利用数据为例，分析土地利用变化对环境的影响；- 以某城市交通流量数据为例，研究交通拥堵的时空分布特征。
四、实验步骤1. 实地数据采集- 准备GPS设备，选择合适的测量区域；- 按照规定的路线进行实地测量，记录坐标数据；- 将采集到的数据导入GIS软件进行预处理。
2. 空间自相关分析- 使用Geostatistical Analyst工具箱中的Get Spatial Statistics工具，计算空间自相关系数；- 分析空间自相关系数的分布规律，判断空间数据的分布类型。
3. 空间回归分析- 选择合适的空间回归模型，如多元线性回归、广义线性回归等；- 利用Spatial Analyst工具箱中的Spatial Regression工具，进行空间回归分析；- 分析回归模型的拟合效果，评估模型的可信度。
空间数据处理 实验报告
空间数据处理实验报告空间数据处理实验报告1. 引言空间数据处理是地理信息系统（GIS）领域中的重要组成部分，它涉及到对地理空间数据的获取、存储、分析和可视化等方面。
本实验旨在探索空间数据处理的基本原理和方法，并通过实际操作加深对空间数据处理的理解。
2. 实验目的本实验的主要目的是熟悉空间数据处理的基本流程和常用工具，掌握地理空间数据的处理和分析技术，提高对地理空间数据的理解和运用能力。
3. 实验过程3.1 数据获取在本实验中，我们选择了一个城市的地理空间数据集作为实验对象。
通过互联网搜索并下载了该城市的地理空间数据，包括道路网络、建筑物分布、绿地分布等信息。
3.2 数据预处理在进行空间数据处理之前，需要对原始数据进行预处理，包括数据格式转换、数据清洗和数据集成等步骤。
我们使用了开源的GIS软件进行数据预处理，将原始数据转换为常用的地理空间数据格式，并进行了数据清洗和集成，确保数据的准确性和完整性。
3.3 空间数据分析在数据预处理完成后，我们进行了一系列的空间数据分析，包括空间查询、空间关联和空间统计等。
通过空间查询，我们可以根据特定的空间条件提取出感兴趣的地理空间数据，比如提取出某个区域内的建筑物信息。
通过空间关联，我们可以分析地理空间数据之间的关系，比如分析道路网络和建筑物之间的关联关系。
通过空间统计，我们可以对地理空间数据进行统计分析，比如统计某个区域内的绿地覆盖率。
3.4 空间数据可视化空间数据可视化是将地理空间数据以图形的形式展现出来，以便更直观地理解和分析地理空间数据。
在本实验中，我们使用了GIS软件提供的地图制作工具，将处理后的地理空间数据制作成地图，并添加了一些符号和标注，使地图更具可读性和表达力。
4. 实验结果通过本次实验，我们成功地完成了对城市地理空间数据的处理和分析，并制作了相应的地图。
我们从地图中可以清晰地看到城市的道路网络、建筑物分布和绿地分布等信息，进一步了解了城市的空间特征和结构。
地理信息系统实验报告
《地理信息系统原理》课程Principle of Geographic Information System实验报告适用专业：测绘工程、地理信息系统、遥感科学与技术学期： 2013-2014（二）专业班级：测绘12-4班学生姓名：黄嘉佳学号：20120286指导教师：王延亮黑龙江工程学院·测绘工程学院2014年目录/CONTENTS实验报告一地理空间信息基础/Report1 The base of GeographicSpatial Information ······································································································实验报告二数据输入/Report2 Data Input·································································实验报告三空间数据编辑/Report3 Spatial Data Editing ··········································实验报告四空间数据分析/Report4 Spatial Data Analysis ········································实验报告五空间分析/Report5 Spatial Analysis ························································实验报告六数据显示与地图编制/Report6 Data Display and Cartography ·················································································································一、实验目的了解 ArcGIS 的体系结构和数据模型了解 ArcGIS Desktop 的基础模块及主要功能掌握 ArcMap 的一些基本操作掌握 ArcCatalog 的一些基本操作TIN：适合于表达连续表面。
空间数据处理实验报告
空间数据处理实验报告空间数据处理实验报告一、引言空间数据处理是地理信息系统（GIS）领域中的重要研究方向之一。
本实验旨在通过对空间数据的处理，探索其在实际应用中的价值和意义。
二、实验目的1. 理解空间数据的概念和特点；2. 掌握空间数据处理的基本方法和技术；3. 分析空间数据处理在实际应用中的作用和影响。
三、实验方法本实验采用ArcGIS软件进行空间数据处理。
首先，收集了一份包含城市道路、河流和建筑物等要素的空间数据。
然后，通过空间数据处理工具，对数据进行清理、筛选和分析。
最后，根据处理结果，进行可视化展示和数据分析。
四、实验过程1. 数据清理通过ArcGIS软件的数据编辑工具，对收集到的空间数据进行清理。
首先，删除重复、错误和缺失的要素。
然后，修复线段和多边形的拓扑关系，确保数据的准确性和完整性。
2. 数据筛选根据实际需求，使用ArcGIS软件的查询工具，对空间数据进行筛选。
例如，筛选出特定区域内的建筑物要素，或者筛选出符合某一标准的道路要素。
通过筛选，可以得到符合特定条件的空间数据子集，方便后续的分析和应用。
3. 空间分析利用ArcGIS软件的空间分析工具，对筛选后的空间数据进行分析。
例如，通过缓冲区分析，可以计算出道路要素周围一定范围内的建筑物密度。
通过交叉分析，可以研究不同类型要素之间的空间关系。
这些分析结果可以为城市规划、环境保护等决策提供科学依据。
4. 可视化展示利用ArcGIS软件的地图制作工具，将处理后的空间数据可视化展示。
通过地图的形式，可以直观地展示空间数据的分布、密度和关系。
同时，可以通过符号化、颜色渐变等方式，将数据的特点和规律直观地呈现出来，便于人们的理解和分析。
五、实验结果与讨论通过对空间数据的处理和分析，我们得到了一系列有价值的结果。
首先，我们清理了原始数据中的错误和缺失，提高了数据的质量和可靠性。
其次，通过筛选和分析，我们发现了道路和建筑物之间存在一定的空间关系，这对城市规划和交通规划具有重要意义。
地理信息系统教程(第4章 空间数据处理 2011-05-09)
3、投影变换
假定原图点的坐标为x,y(称为旧坐 标)，新图点的坐标为X，Y(称为新坐 标)，则由旧坐标变换为新坐标的基 本方程式为： 1、解析变换法 2、数值变换法 3、数值解析变换法
§4-3 空间数据格式转换
一、矢量向栅格转换
点：简单的坐标变换 线：线的栅格化 面：线的栅格化 +面填充 （一）线的栅格化 1、DDA法(数字微分分析法) 2、Bresenham算法 （二）面(多边形)的填充方法 1、内部点扩散法（种子扩散法） 2 3、边界代数法
a a a a a a b
a
576654323 … 优点：链码可有效地存贮压缩栅格数据，便于面积、长度、转折方向 和边界、线段凹凸度的计算。 缺点：不易做边界合并，插入操作、编辑较困难（对局部修改将改变 整体结构）。区域空间分析困难，相邻区域边界被重复存储。
第四章空间数据的处理
§4-4 空间数据的压缩处理
§4-3 空间数据格式转换
二、栅格向矢量转换
方法一，实际应用中大多数采用人工矢量化法，如扫描矢量化，该 法工作量大，成为GIS数据输入、更新的瓶颈问题之一。
方法二，程序转化转换（全自动或半自动）
过程为：
遥感影象图 分 类 图 扫描 二值化
栅格分类图
原始线划图
边界 提取 预 处 理
二值化 细化
编 辑
内插
外推
1、局部内插法 利用局部范围内的已知采样 点的数据内插出未知点的数据。
1）线性内插
将内插点周围的3个数据点的数据值带入多项式，即可解算出系数a0、a1、a2 。
2）双线性多项式内插
将内插点周围的4个数据点的数据值带入 多项式，即可解算出系数a0、a1、a2、a3 。 当数据是按正方形格网点布置:
空间数据库实验报告
实验一拓扑规则实验题目：拓扑规则实验准备：相关概念解释1、拓扑关系：是指图形要素之间几何上的相互关系，图形在保持连续状态下即使变形，相互之间的关系依然不变。
2、Geodatabase的拓扑规则包括点拓扑规则、线拓扑规则、多边形拓扑规则。
3、拓扑结构:即反映拓扑关系的结构，利用拓扑关系的空间数据结构，不仅要记录要素的空间位置（坐标），而且记录不同要素在空间上的相互关系。
4、Geodatabase 用一系列的拓扑规则（Rule ,Topology Rule）,在空间要素之间建立起相互关系，即拓扑结构。
5、悬结点(Dangle)：仅和一个线要素相连，孤立的结点6、伪结点（Pseudo）：两个线要素相连、共享一个结点7、普通结点：三个或者三个以上的线要素交汇、共享一个结点8、线簇容差（Cluster Tolerance）：不相连的要素拐点之间的最小距离9、问题区（Dirty Area）：建立拓扑关系后，又被编辑过的空间范围，该范围很可能存在不符合拓扑规则的要素。
10、差错（Error）：不符合拓扑规则的地方，用红点、方块、线表示。
实验内容：1、拓扑规则用于同一图层内数据质量检验。
2、拓扑规则用于不同一图层内数据质量检验。
实验过程：1、拓扑规则用于同一层内数据质量检验1.1 建立线要素拓扑规则启动ArcCatalog ,将路径定位到c:\gis_ex09\ex22.mxd,利用拓扑规则Must Not Have Dangles(不能出现悬节点)为Geo_DB22\dataset1\lotlines建立拓扑关系Dataset1_Topology，建立后，成果如图1-1，意思是有三个悬节点，不符合预定义的拓扑规则图1-11.2修改拓扑错误关闭ArcCatalog，启动ArcMap，打开ex22.mxd，激活Data frame1,除了已经存在的lotlines以外，加入Dataset1_Topology,可以看出有三处拓扑错误——线过长、线过短、线多余，调动Editor,打开Topology拓扑工具条和Advanced Editing 高级编辑工具条，Start Editing开始编辑辑，此处例举线过短时的编辑情况，选中参考边界，在Advanced Editing高级编辑工具条中选择Extention工具，点击需要延长的线，如图1-2，过短的线就延伸到参照线——图1-2当将当前窗口的拓扑关系错误一一修改后，需要验证刚才编辑过的地方是否还有错误，则需勾取Dataset1_Topology图层中Properties中Symbology Dirty Areas （问题区）,则地图上刚刚编辑过的地方有三个蓝色区域，如图1-3图1-3则只需再对Dirty Areas进行拓扑关系验证，即利用Vilidate Topology In Specified Area工具进行质量验证，无拓扑错误后，如图1-4——（如若有错，仍需进一步修改）图1-41.3生成地块多边形启动ArcCatalog，右击Geo_DB22\dataset1，选用New\Polygon Feature FromLines（从线要素产生多边形），生成一个新的多边形要素类lotspolygons ,预览如图1-5 图1-52、拓扑规则用于不同图层之间数据检测2.1 建立不同要素之间的拓扑关系在ArcCatalog中Geo_DB22\dataset2下为Road、Parcel建立拓扑关系Topology22.2修改拓扑错误在ArcMap中利用Topology2对Road、Parcel进行拓扑查错并修改，此处的拓扑关系主要是多边形共同边界的错误和线多余的错误，正确修改后结果如图1-6 图1-6实验小结：1、Geodatabase可以有多种线、点、多边形规则，用于控制要素类之间的特定空间关系。
ARCMAP实验报告
地理实验综合报告地理信息系统应用姓名邢婉学号 1256408067 成绩一、实验目的1、利用影像配准（georeferencing）工具进行影像数据的地理配准。
2、扫描地图中点、线、多边形的数字化（编辑器editor的使用）。
3、掌握arcmap下各种渲染方式的使用方法，通过渲染方式的应用将地图属性信息以直观的方式表现为专题地图。
4、使用arcmap layout（布局）界面制作专题地图。
5、地理信息查询。
二、实验准备1、软件准备：arcgis desktop 9.2软件的arcmap模块、arccatalog模块2、实验数据：地形图扫描图像、省会城市、地级城市驻地、国界线、线状省界、主要公路、省级行政区、hillshade_10k三、仪器设备微型电子计算机一台、arcgis desktop 9.2软件一套四、实验步骤1、影像数据配准第一步：加载控制栏、加载图层、输入控制点添加georeferencing工具栏加载地形图,jpg，点击点击link table ，，在图上添加控制点，输入正确的方里网坐标（7个以上），检查残差,注意要保持残差在2.0以下。
结果如图1-1：图1-1 第二步：设置数据框属性右键点击layers查看属性，设置data frame properties页中的数据框属性（图1-1），设置general页中units display为meters（图1-2），设置coordinate system页中投影的类型（predefined>projected coordinate systems>gauss kruger>xian 1980>xian 1980 3 degree gk cm 126e）（图1-3），属性设置完成。
图1-1 图1-2 图1-3 第三步：矫正并重采样栅格生成新的栅格文件点击georeferencing下拉菜单中的rectify，对配准的影像文件根据设置的变换公式进行重新采样，另存为一个新的影像文件（图1-4）。
地理信息系统原理与应用4 空间数据获取和处理1.4 第四章 数据的处理和集成
第四章 空间数据的获取与处理
4.1 空间数据的获取 4.1.2 空间数据的采集
1.图形数据的采集 2.属性数据的采集
对于要输入属性库的属性数据，通过键盘直接键 入或文件、表格、数据库导入。 对于要直接记录到栅格或矢量数据文件中的属性 数据，则必须进行编码输入。
人口普查 社会经济调查 各种统计资料
统计图表
文件 统计数据 实验数据
电子数据 地全球站物仪遥理、感、G数地P据S球数化据学已建G各IS种数数据据库
野外调查的原始记录等
4.1.1 数据源的种类
确定应用哪些类型的数据是由系统的功能确定。
土地的适宜性和承载力的信息系统： 地形、土壤类型、降雨、地下水位、运输条件等。
第四章 空间数据的 获取与处理
复习：
地理信息系统 GIS的组成
GIS是由计算机硬件、软件和不 同方法组成的系统，该系统设计 支持空间数据的采集、管理、处 理、分析、建模和显示，以便解 决复杂的规划和管理问题。
系统管理操作人员
系系 空间 统 统 数据 硬 软
件件
复习：
空间数据特征
空间位置 属性特征 时态特征
<1 m ： 1 1 ~ 2 m： 2 2 ~ 5 m： 3 5 ~ 20 m： 4 20 ~ 50 m：5 >50m： 6
5 ~ 10 m ： 1 10 ~ 20 m： 2 20 ~ 30 m： 3 30 ~ 60 m： 4 60 ~ 120 m： 5 120 ~300 m：6 300 ~500 m：7 >500m： 8
登记部分 分类部分 控制部分
第四章 空间数据的获取与处理
矢量数据的空间分析实验报告
实验四、矢量数据的空间分析实验目的：通过了解空间分析是综合分析空间数据技术的统称,是地理信息系统的核心部分,在地理数据的应用中发挥着举足轻重的作用。
从数据模型上看,空间分析分为矢量数据的空间分析和栅格数据的空间分析两种。
GIS不仅能满足使用者对地图的浏览与查看,而且可以解决诸如哪里最近、周围有什么等有关地理要素位置和属性的问题,这些都需要用到矢量数据的分析功能。
相对于栅格数据的空间分析来说,矢量数据的空间分析一般不存在模式化的处理方法,而表现为分析方法的多样性和复杂性,它主要基于点线、面三种基本形式。
在ArcG1S中,矢量数据的空间分析方法主要有数据提取、统计分析、缓冲区分析和叠加分析等。
实验内容：首先学习统计分析和缓冲区分析以及叠加分析的方法，然后通过实例进行操作练习。
实验过程：1.统计分析：⑴频数：频数(requency)是指在表格或者图层的属性表中,某个属性值或者属性值组合出现的次数,频数工具的主要作用是读取表格中的一组字段,计算字段的每个唯一值出现的频数,并创建一个包含唯一字段及其频数的新表。
以某城市的土地利用类型表格数据(图10.14)为例说明频数工具的用法,表格共有三个字段:“土地类型”字段存储的是城市土地的利用类型,“面积”字段存储的是每种土地利用类型的面积,“所在区域”字段存储的是该土地利用类型所在的城市区域。
如果要计算每种土地利用类型的地块数量,可使用频数工具。
图十四频数图示⑵汇总统计数据：汇总统计(summary statistics)数据就是对输入表格中的字段进行汇总计算,输出结果为表格,表格由包含统计运算结果的字段组成。
在输出表格中,使用“统计类型字段名称”命名约定来为每种统计类型创建字段。
当输出表为dBASE表时,字段名称会被截断为10个字符。
图十五汇总统计数据图示2.缓冲区分析：缓冲区(buffer analysis)是为了识别某一地理实体对周围地物的影响而在其周围建立的一定宽度多边形区域。
空间数据案例式实验教程
空间数据案例式实验教程实验教程：基于空间数据的案例式实验引言：空间数据是指地理空间信息的数字化形式，通过使用空间数据，我们可以分析和理解地理空间的相关特征和现象。
本实验教程将介绍如何使用空间数据进行案例分析，以帮助学生理解和应用地理信息系统（GIS）的基本概念和技巧。
实验目的：本实验旨在帮助学生更好地理解和应用空间数据，并通过实例分析掌握GIS技术的基本方法和操作过程。
实验材料：本实验需要使用GIS软件（如ArcGIS、QGIS等），并且需要准备地理空间数据和相关属性数据。
地理空间数据可以是栅格数据（如卫星影像）、矢量数据（如地图、矢量要素）或点线面要素数据。
实验步骤：1.理解案例要求在开始实验之前，阅读案例要求并理解所需完成的任务。
案例可以是关于地理空间的任何问题，例如城市规划、资源管理、环境保护等。
2.收集和准备数据根据案例要求收集和准备相关的地理空间数据和属性数据。
确保数据的完整性和准确性，可以进行数据清洗和预处理，使数据适用于后续分析。
3.导入数据打开GIS软件，在工作空间中导入所需的空间数据和属性数据。
根据需要可以将数据以栅格或矢量数据格式导入。
4.数据预处理根据案例要求，对数据进行预处理。
例如，可以进行空间数据的投影、裁剪或重分类等操作，以符合分析的需求。
5.空间分析使用GIS软件的空间分析功能对数据进行分析。
例如，可以进行空间查询、缓冲区分析、路径分析等操作，以探索地理空间数据的特征和关系。
6.属性分析利用GIS软件的属性分析功能对属性数据进行统计和分析。
例如，可以计算平均值、求和、最大值、最小值等统计指标，并进行数据可视化和呈现。
7.结果展示将分析结果以图表、地图或报告等形式进行展示。
使用GIS软件的可视化功能可以制作地理空间图，并添加相关的图例、文字说明等。
8.实验总结总结实验过程和结果，评估实验的可行性和有效性。
分析实验中的问题和不足，并提出改进建议和思考。
注意事项：-在实验过程中，遵守数据保护和知识产权的原则，确保数据的合法获取和使用。
gis时空数据处理实验报告
gis时空数据处理实验报告GIS（地理信息系统）时空数据处理实验报告一、实验目的本次实验旨在通过使用GIS软件对时空数据进行处理，提高对GIS中时空数据的理解和应用能力，进一步了解GIS在现实中的应用。
二、实验过程1. 获取数据本次实验中所使用的数据是美国疫情数据，可以在美国疾病控制和预防中心的官方网站上获取。
2. 数据处理（1）数据预处理首先，使用GIS软件导入所下载的美国疫情数据，并对其进行预处理，包括数据清洗、去重、字段分析等操作。
（2）数据可视化使用GIS软件对处理后的数据进行可视化处理，可以使用符号、颜色等方式更直观地表现数据。
通过多种地图样式的选择，可以让不同的数据呈现出不同的风格，提高数据展示的可视化效果。
（3）数据分析通过对数据进行空间叠加、网格化、空间缓冲区分析等处理，可以深入了解数据之间的关系，更好地掌握数据的内在规律和趋势。
（4）数据输出通过GIS软件实现数据的输出，并输出到多种格式，如PDF、Excel、图像文件等，以便在其他场合下使用。
三、实验结果通过对美国疫情数据的处理和分析，得到了以下结果：1. 疫情状况图通过对疫情数据进行可视化处理，得到了一张疫情状况图，能够很直观地展示不同州的感染状况。
图中，颜色深浅代表该州的感染情况越严重。
3. 空间分析通过空间分析得到了不同地区之间的关系。
通过空间叠加和空间缓冲区分析，得到不同地区之间的关系和影响。
四、总结通过本次实验，我们对GIS软件实现时空数据处理和可视化有了更深入的了解。
在实际应用中，我们需要根据具体的应用场景，选择合适的数据处理方式和可视化手段，以达到更好的数据展现效果。
同时，在数据处理和分析过程中，需要严格遵守数据保护的原则，确保数据的有效性和隐私性。
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实验四、空间数据处理
一、实验目的
1.掌握空间数据处理（融合、拼接、剪切、交叉、合并）的基本方法，原理。
领会其
用途。
2.掌握地图投影变换的基本原理与方法。
3.熟悉ArcGIS中投影的应用及投影变换的方法、技术
4.了解地图投影及其变换在实际中的应用。
二、实验准备
预备知识：
ArcToolbox 是ArcGIS Desktop中的一个软件模块。
内嵌在 ArcCatalog 和 ArcMap 中，在 ArcView、ArcEditor 和 ArcInfo 中都可以使用。
ArcToolbox 具有许多复杂的空间处理功能，包括的工具有：
●数据管理
●数据转换
●Coverage 的处理
●矢量分析
●地理编码
●统计分析
空间数据处理是基于已有数据派生新数据的一种方法。
是通过空间分析方法来实现的。
是基于矢量数据进行的，包括如下几种常用的操作：融合，剪切，拼接，合并（并集），相交（交集）。
地理坐标系（Geogrpahic Coordinate System）
地理坐标系使用基于经纬度坐标的坐标系统描述地球上某一点所处的位置。
某一个地理坐标系是基于一个基准面来定义的。
基准面是利用特定椭球体对特定地区地球表面的逼近，因此每个国家或地区均有各自的基准面。
在ArcGIS中基于这三个椭球，建立了我国常用的三个基准面和地理坐标系：
●GCS_WGS1984(基于WGS84 基准面)
●GCS_BEIJING1954(基于北京1954基准面)
●GCS_XIAN1980(基于西安1980基准面)
投影坐标系（Projected Coordinate Systems）
投影坐标系使用基于X,Y值的坐标系统来描述地球上某个点所处的位置。
这个坐标系是从地球的近似椭球体投影得到的，它对应于某个地理坐标系。
投影坐标系由以下参数确定
●地理坐标系（由基准面确定，比如：北京54、西安80、WGS84）
●投影方法（比如高斯－克吕格、Lambert投影、Mercator投影）
在ArcGIS中提供了几十种常用的投影方法
北京1954投影坐标系和西安1980坐标系都是应用高斯－克吕格投影，只是基准面、椭球、大地原点不同。
地理变换
地理变换是一种在地理坐标系（基准面）间转换数据的方法，当将矢量数据从一个坐标系统变换到另一个坐标系统下时，如果矢量数据的变换涉及基准面的改变时，需要通过地理变换来实现地理变换或基准面平移。
主要的地理变换方法有：三参数和七参数法。
投影变换
当系统所使用的数据是来自不同地图投影的图幅时，需要将一种投影的地理数据转换成另一种投影的地理数据，这就需要进行地图投影变换。
实验数据：
云南县界.shp; Clip.shp西双版纳森林覆盖.shp 西双版纳县界.shp
三、实验内容及步骤
空间数据处理
步骤：
将所需要的数据下载后，解压
到 e:\gisdata,
设定工作区:在ArcMap中执行菜
单命令：<工具>－><选项>，在“空间
处理”选项页里，点击“环境变量”
按钮，在环境变量对话框中的常规设
置选项中，设定“临时工作空间”为
e:\gisdata
第1步裁剪要素
●在ArcMap中，添数据GISDATA\云南县界.shp，添加数据GISDATA\Clip.shp （Clip 中有四
个要素）
●激活Clip图层。
选中Clip图层中的一个要素，注意确保不要选中“云南县界”中的要素！
点击打开ArcToolbox，
指定输出要素类路径及名称，这里请命
名为“云南县界_Clip1”
指定输入类：云南县界
指定剪切要素：Clip（必须是多边形要素）依次选中Clip主题中其它三个要素，重复以上的操作步骤，完成操作后将得到共四个图层（“云南县界_Clip1”,“云南县界_Clip2”，“云南县界_Clip3”，“云南县界_Clip4”）。
第2步拼接图层
◆在ArcMap中新建地图文档，加载你在剪切要素操作中得到的四个图层
◆点击打开ArcToolbox
在ArcToolbox中执行“追加”命令
输出要素：设定为云南县界_Clip1,
输入要素：依次添加其它三个图层右键点击图层“云南县界_Clip1”，在出现的右键菜单中执行“数据”->”导出数据”
指定导入数据的路径和名称:YNOK.shp
通过以上操作我们就完成了将4个图层拼接为一个图层的处理。
新建一地图文档，加载数据YNOK.shp，查看图层及打开其属性表看看与“云南县界”中的属性表有何区别。
第3步要素融合
◆在拼接图层的基础上继续
◆执行“融合”命令
◆输入要素：指定为YNOK
◆融合字段：选择为“所属州”，将根据这个字段的值对要素进行融合，YNOK图层中“所
属州”相同的要素将合并成一个要素
以上操作，根据指定字段的值，对现有图层中的要素进行融合，产生新的图层――YNOK_Dissovle,打开并查看其属性表
类似地，重复以上过程，并将融合字段指定为：CHINESE ，看看结果有何不同
第4步图层合并
◆在ArcMap中新建一个地图文档，加载数据 GISDATA\西双版纳森林覆盖.shp 和 GISDATA\西双版纳县界.shp
◆调整图层顺序，将西双版纳县界置于下方
◆打开ArcToolbox，在ArcToolbox执行“联合”命令
◆在联合对话框中
输入要素：依次添加“西双版纳森林覆盖”“西双版纳县界”两个图层
输出要素类：设置为 Union.shp
查看输出要素类：Union的的属性表，并检查属性“Type”，其中为“Y”的表示有植被覆盖的区域，右键点击图层Union,修改属性－>符号（设置为唯一值图例，字段设置为TYPE）
思考题：勐海县的总面积是多少平方公里？其中有森林覆盖的区域面积是多少？没有森林覆盖的区域面积是多少？
第5步图层相交
◆在图层合并练习的基础继续
◆在ArcToolbox中，执行“相交”命令
◆在“相交对话框”中
输入要素：依次添加“西双版纳森林覆盖”“西双版纳县界”两个图层
输出要素类：设置为 Intersect.shp
查看输出要素类InterSect，并与“西双版纳森林覆盖”及“图层合并”操作所得结果――“Union”进行比较，并进一步思考这类操作适合求解哪一些现实问题。
定义地图投影
第6步定义投影
（1）在ArcMap中新建地图文档，添加第4步成生成的图层:Union.shp
（2）在TOC中，右键点击图层“Union”，查看属性,在属性对话框中，点击“源”
选项页，查看这图层是什么坐标系
（3）打开ArcToolbox，执行命令“定义投影”命令
在定义投影对话框中，选择要素类：Union，点
击坐标系输入框右边的按钮，
在出现的“空间参考属性”对话框中，选择一
个地理坐标系，GCS_BEJING_1954
（注意：前提是我们已知道图层Union是使用北京1954地理坐标系）
点击“选择按钮”，从预定义的坐标系中选择（坐标系统\Geographic Coordinate Systems\Asia\Beijing 1954.prj）
（4）在TOC中，右键点击图层“Union”，查看属性,在属性对话框中，点击“源”
选项页，查看这个图层的坐标系是否已经被指定为“北京1954地理坐标系”
第7步投影变换――地理坐标系－>北京1954坐标系转换－>西安80坐标系
（1）在第6步的基础上进行
（2）打开ArcToolbox，执行命令“投影”命令
（3） 在“投影”对话框中，依次设定输入要素类为――Union ，输出要素类为――Union_PRJ_BJ54.shp , 输出坐标系选择为――“BEJING_1954_GK_ZONE_17N ”
从预定义的坐标系中选择（坐标系统\Projected Coordinate Systems\Gauss Kruger\Beijing 1954\Beijing 1954 GK Zone 17N.prj ）
（4） 确定后，完成由地理坐标系GCS_BEJING_1954 到 投影坐标系 BEJING_1954_GK_ZONE_17N 的变换。
（5） 请参照以上过程，完成由投影坐标系－BEJING_1954_GK_ZONE_17N 到投影坐标系西安80坐标系的转换。
四、实验报告要求
回答第4步中的问题―――没有森林覆盖的区域面积是多少？说明原理并给出结果。
提示：图层相减，计算面积
面积单位是什么？如何转换成平方公里？。